随着自动驾驶技术的快速发展,如何科学界定和分级不同水平的自动驾驶功能是人们关注的焦点。我国发布了《GB/T 40429-2021》标准,首次明确划分了从"应急辅助"到"完全无人"的6个等级。这一标准于2021年8月20日发布,2022年3月1日正式实施,由工信部提出,全国汽车标准化技术委员会归口。
本文权检认证叶先生,对《GBT+40429-2021》标准进行解读,帮助读者了解汽车驾驶自动化的不同等级及其技术要求。
一、标准制定的五大核心逻辑
《GBT+40429-2021》标准对汽车驾驶自动化的划分,基于以下五大核心逻辑,用于界定自动驾驶的不同等级。这五大逻辑涵盖了技术维度、责任划分以及设计运行范围等内容,为行业内外提供了清晰的指导。
1.1 技术维度:横向控制、纵向控制与环境感知
技术维度是判断驾驶自动化等级的核心依据。标准通过三个技术维度来划分自动驾驶系统的功能,具体包括:
横向控制:指的是车辆在行驶过程中对转向的控制。例如,依靠摄像头、雷达和其他传感器来感知车道线和道路边界,然后通过算法计算出最佳转向角度,并通过电子转向系统执行相应的转向动作。
纵向控制:涉及车辆的加速与刹车,例如,依靠雷达、激光雷达和摄像头等传感器来测量与前车的距离和相对速度,然后通过算法计算出合适的加速度或减速度,并通过电子油门和制动系统执行相应的控制动作。
目标与事件探测与响应(OEDR):是自动驾驶系统必须具备的感知能力,用于识别行人、障碍物、交通信号灯等目标及事件,并及时作出反应。系统能够实时探测并响应外部环境的变化。
这些技术维度共同构成了“动态驾驶任务”(DDT),即除策略性功能外的所有驾驶行为,包括感知、决策和执行等任务。标准根据这些技术维度对自动驾驶的等级进行分级。
1.2 责任划分:驾驶员 vs. 系统 vs. 车企
0至2级:在这三等级中,驾驶员是“动态驾驶任务的主体”。即使系统提供了辅助功能(如车道保持、自适应巡航等),驾驶员依然是控制车辆的最终责任人。
3至5级:随着自动化等级的提升,驾驶自动化系统逐步承担更多的决策责任。在3级及以上的系统中,驾驶员的干预需求减少,系统能够在特定条件下自主完成所有驾驶任务。车企需要对自动驾驶功能的失效负责。
1.3 设计运行范围(ODD)的限制
是指自动驾驶系统设计时确定的适用于其功能运行的外部环境条件和限制。简单来说,它定义了"自动驾驶系统能在哪些条件下正常工作"的边界。例如:
道路类型:如高速公路、城市道路、封闭园区等。
天气条件:如晴天、雨雪、雾霾等复杂天气环境。
光照环境:如白天、夜间、隧道等不同光照条件。
车速限制:如高速、中速、低速的不同速度要求。
理解ODD概念对消费者非常重要,因为能够帮助用户了解系统在哪些场景下能够安全有效地运行,避免在不适合的环境中使用自动驾驶功能。
二、各等级详解:从“辅助驾驶”到“完全无人”
《GBT+40429-2021》标准将驾驶自动划分为五个等级,从0级(应急辅助)到5级(完全自动驾驶),每个等级的自动化程度逐渐增加。以下是对各个等级的详细解析,包括核心定义、技术要求、用户角色和典型应用场景的举例。
L0级:应急辅助
核心定义:L0级驾驶自动化系统不能持续执行车辆的横向或纵向控制任务,但具备一定的环境感知和事件响应能力。系统可以在特定情况下短暂介入车辆控制,以辅助驾驶员避险。
技术要求:提供目标和事件探测与响应功能,例如车道偏离预警、前向碰撞预警和自动紧急制动系统等。
用户角色:驾驶员全程负责控制,系统仅在紧急情况下提供辅助。
典型场景举例:
车道保持辅助失效时,提醒驾驶员注意。
自动紧急制动系统在前方发生碰撞风险时启动,协助减缓或避免碰撞。
L1级:部分驾驶辅助
核心定义:L1级系统能够在特定条件下持续控制车辆的横向或纵向运动中的一项,具备与控制相适应的目标和事件探测与响应功能。驾驶员需随时准备接管。
技术要求:例如,自适应巡航控制(ACC)负责纵向加速/刹车控制,车道保持辅助(LKA)负责横向方向盘转向控制。
用户角色:驾驶员需全程监控系统,并能随时接管。
典型场景举例:高速公路上的自适应巡航,驾驶员可以放松脚部控制,但依然需要监控路况。
L2级:组合驾驶辅助
核心定义:L2级系统可以同时控制车辆的横向和纵向运动,但驾驶员仍需持续监控系统运行,并随时准备接管。
技术要求:例如,国内目前上市车型都是L2级。这些系统提供车辆的自动驾驶控制,但要求驾驶员不能脱离监控。
用户角色:驾驶员始终是主导者,负责监控并在必要时接管控制。
L3级:有条件自动驾驶
L3级是分水岭,系统开始能够在特定条件下完整执行动态驾驶任务:
核心定义:L3级系统能够在特定的设计运行范围内完整执行所有动态驾驶任务,但在系统发出接管请求时,驾驶员需要进行接管。
技术要求:
系统能在特定条件下完成所有驾驶任务。
具备实时监控自身运行状态的能力。
能够识别即将超出设计运行范围的情况。
在需要时发出明确的接管请求。
发出请求后,继续执行驾驶任务一定时间,确保安全过渡。
用户角色:用户作为"动态驾驶任务后援"用户,在系统发出接管请求时及时接管。
典型场景举例:高速公路拥堵场景下的自动驾驶、特定封闭园区内的低速自动驾驶、预设路线的城市区域自动驾驶。
L4级:高度自动驾驶
核心定义:L4级系统能够在特定的设计运行范围内完全执行动态驾驶任务,且当遇到问题时,系统能够自动执行最小风险策略,无需驾驶员介入。
技术要求:系统能够自主完成所有任务,在遇到系统失效或其他问题时,能自动采取应对措施。
用户角色:用户无需操作,完全成为乘客,系统在限定场景内自主处理所有驾驶任务。
典型场景举例:如百度Apollo、文远知行WeRide在广州的无人接驳巴士。
L5级:完全自动驾驶
核心定义:L5级系统是完全无人驾驶,能够在任何可行驶条件下自主执行所有动态驾驶任务,并超越人类驾驶员的能力。
技术要求:无设计运行范围限制,系统能够在所有驾驶环境下安全运行,用户无需介入。
用户角色:用户不再需要参与任何驾驶决策,系统完全代替人类驾驶员。
三、目前争议焦点:L3的"有限条件"如何界定?
L3级自动驾驶引发的争议主要集中在三个方面:
3.1 ODD边界模糊
"道路指示牌标识清晰"是否属于ODD要求内?
若某路段突然出现未录入地图的施工标志,系统能否应对?
不同车企对ODD的定义标准是否统一?
这些问题直接影响消费者对L3级系统功能边界的理解,目前行业尚未形成统一标准。
3.2 责任归属难题
L3级系统的责任划分是一大难点:
系统在ODD内发生故障导致事故,责任应由谁承担?
系统发出接管请求后,用户未及时响应造成事故,如何认定责任?
系统如何判断用户的接管能力是否满足要求?
3.3 法规方面:
我国《道路交通安全法》尚未针对L3及以上级别的自动驾驶系统做出明确规定。
《智能网联汽车道路测试与示范应用管理规范(试行)》为高级别自动驾驶测试提供了初步框架。
不同地区政策存在差异,北京、上海、深圳等城市已发布地方性自动驾驶测试法规。
这些问题需要从技术和法律两个层面进行深入研究。
四、技术要素 vs. 等级对应关系
根据自动驾驶的技术要素和各级别的功能要求,以下是L0到L5级自动驾驶系统的关键要素对应关系:
五、市场车型与自动驾驶等级对照
最后一句话总结各等级总结
L0级:应急辅助"车能提醒你危险并在紧急时刻帮你踩刹车,但方向盘始终在你手中!"
L1级:部分驾驶辅助"车能为你保持车道或自动跟车,只能做这两件事中的一件,另一件仍需你控制。"
L2级:组合驾驶辅助"车能同时控制方向盘和油门刹车,但你必须时刻监控并随时准备接管。"
L3级:有条件自动驾驶"在特定道路和环境下,车能完全自己驾驶,你可以暂时放手,但必须准备随叫随到。"
L4级:高度自动驾驶"在限定区域内,车辆可以完全自主驾驶,即使出现问题也能自行处理,无需你干预。"
L5级:完全自动驾驶"无论何时何地,车辆都能像有经验的司机一样自主驾驶,你只是个乘客。
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